วิวัฒนาการและความก้าวหน้าของ CPOออปโตอิเล็กทรอนิกส์เทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ร่วม
บรรจุภัณฑ์ร่วม Optoelectronic ไม่ใช่เทคโนโลยีใหม่ การพัฒนาสามารถย้อนกลับไปในทศวรรษที่ 1960 แต่ในเวลานี้ บรรจุภัณฑ์ร่วมด้วยตาแมวเป็นเพียงแพ็คเกจง่ายๆอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ด้วยกัน. ในช่วงทศวรรษ 1990 ด้วยความเจริญรุ่งเรืองของโมดูลการสื่อสารด้วยแสงอุตสาหกรรม copackaging ตาแมวเริ่มปรากฏให้เห็น ด้วยพลังการประมวลผลสูงและความต้องการแบนด์วิธที่สูงในปีนี้ โฟโตอิเล็กทริกโคบรรจุภัณฑ์ และเทคโนโลยีสาขาที่เกี่ยวข้อง ได้รับความสนใจอย่างมากอีกครั้ง
ในการพัฒนาเทคโนโลยี แต่ละขั้นตอนยังมีรูปแบบที่แตกต่างกัน ตั้งแต่ 2.5D CPO ที่สอดคล้องกับความต้องการ 20/50Tb/s ไปจนถึง 2.5D Chiplet CPO ที่สอดคล้องกับความต้องการ 50/100Tb/s และในที่สุดก็กลายเป็น 3D CPO ที่สอดคล้องกับ 100Tb/s ประเมิน.
แพ็คเกจ CPO 2.5Dโมดูลออปติคัลและชิปสวิตช์เครือข่ายบนพื้นผิวเดียวกันเพื่อลดระยะห่างของเส้นและเพิ่มความหนาแน่นของ I/O และ 3D CPO จะเชื่อมต่อ IC แบบออปติคัลเข้ากับเลเยอร์ตัวกลางโดยตรงเพื่อให้เกิดการเชื่อมต่อระหว่างกันของระยะ I/O ที่น้อยกว่า 50um เป้าหมายของวิวัฒนาการนั้นชัดเจนมาก นั่นคือการลดระยะห่างระหว่างโมดูลการแปลงโฟโตอิเล็กทริคและชิปสวิตช์เครือข่ายให้มากที่สุด
ปัจจุบัน CPO ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น และยังมีปัญหาต่างๆ เช่น ผลผลิตต่ำและค่าบำรุงรักษาสูง และมีผู้ผลิตเพียงไม่กี่รายในตลาดที่สามารถจัดหาผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับ CPO ได้อย่างเต็มที่ มีเพียง Broadcom, Marvell, Intel และผู้เล่นอื่นๆ จำนวนหนึ่งเท่านั้นที่มีโซลูชั่นที่เป็นกรรมสิทธิ์อย่างเต็มรูปแบบในตลาด
Marvell เปิดตัวสวิตช์เทคโนโลยี 2.5D CPO โดยใช้กระบวนการ VIA-LAST เมื่อปีที่แล้ว หลังจากประมวลผลชิปออปติคัลซิลิคอนแล้ว TSV จะถูกประมวลผลด้วยความสามารถในการประมวลผลของ OSAT จากนั้นชิปฟลิปชิปไฟฟ้าจะถูกเพิ่มลงในชิปออปติคัลซิลิคอน โมดูลออปติคัล 16 โมดูลและชิปสวิตช์ Marvell Teralynx7 เชื่อมต่อกันบน PCB เพื่อสร้างสวิตช์ ซึ่งสามารถบรรลุอัตราการสวิตช์ที่ 12.8Tbps
ที่งาน OFC ปีนี้ Broadcom และ Marvell ยังได้สาธิตชิปสวิตช์ 51.2Tbps รุ่นล่าสุดโดยใช้เทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ร่วมออปโตอิเล็กทรอนิกส์
จากรายละเอียดทางเทคนิค CPO รุ่นล่าสุดของ Broadcom แพคเกจ CPO 3D ผ่านการปรับปรุงกระบวนการเพื่อให้ได้ความหนาแน่น I/O ที่สูงขึ้น การใช้พลังงาน CPO เป็น 5.5W/800G อัตราส่วนประสิทธิภาพการใช้พลังงานดีมาก ประสิทธิภาพดีมาก ในเวลาเดียวกัน Broadcom ยังบุกทะลวงไปสู่คลื่นลูกเดียวที่มีความเร็ว 200Gbps และ 102.4T CPO
นอกจากนี้ Cisco ยังได้เพิ่มการลงทุนในเทคโนโลยี CPO และสาธิตผลิตภัณฑ์ CPO ในงาน OFC ปีนี้ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการสะสมและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี CPO บนมัลติเพล็กเซอร์/ดีมัลติเพล็กเซอร์ที่มีการบูรณาการมากขึ้น Cisco กล่าวว่าจะดำเนินการนำร่องการใช้งาน CPO ในสวิตช์ 51.2Tb ตามด้วยการใช้งานขนาดใหญ่ในรอบสวิตช์ 102.4Tb
Intel ได้เปิดตัวสวิตช์ที่ใช้ CPO มานานแล้ว และในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา Intel ยังคงทำงานร่วมกับ Ayar Labs เพื่อสำรวจโซลูชันการเชื่อมต่อโครงข่ายสัญญาณแบนด์วิธที่สูงขึ้นแบบแพ็คเกจร่วม ซึ่งปูทางสำหรับการผลิตจำนวนมากของอุปกรณ์บรรจุภัณฑ์ร่วมแบบออปโตอิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์เชื่อมต่อระหว่างกันแบบออปติคัล
แม้ว่าโมดูลแบบเสียบปลั๊กได้จะยังคงเป็นตัวเลือกแรก แต่การปรับปรุงประสิทธิภาพพลังงานโดยรวมที่ CPO สามารถทำได้ได้ดึงดูดผู้ผลิตมากขึ้นเรื่อยๆ จากข้อมูลของ LightCounting การจัดส่ง CPO จะเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญจากพอร์ต 800G และ 1.6T และจะค่อยๆ เริ่มวางจำหน่ายเชิงพาณิชย์ตั้งแต่ปี 2567 ถึง 2568 และก่อให้เกิดปริมาณมากในช่วงปี 2569 ถึง 2570 ในเวลาเดียวกัน CIR คาดว่า รายรับในตลาดของบรรจุภัณฑ์โฟโตอิเล็กทริกทั้งหมดจะสูงถึง 5.4 พันล้านดอลลาร์ในปี 2570
เมื่อต้นปีที่ผ่านมา TSMC ได้ประกาศว่าจะร่วมมือกับ Broadcom, Nvidia และลูกค้ารายใหญ่อื่นๆ เพื่อร่วมกันพัฒนาเทคโนโลยีซิลิคอนโฟโตนิกส์ ส่วนประกอบออปติคัลบรรจุภัณฑ์ทั่วไป CPO และผลิตภัณฑ์ใหม่อื่นๆ เทคโนโลยีการประมวลผลตั้งแต่ 45 นาโนเมตรถึง 7 นาโนเมตร และกล่าวว่าช่วงครึ่งหลังที่เร็วที่สุด ของปีหน้าเริ่มพบกับคำสั่งซื้อจำนวนมากประมาณปี 2025 เพื่อเข้าสู่ระดับปริมาณ
ในฐานะที่เป็นสาขาเทคโนโลยีสหวิทยาการที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์โฟโตนิก วงจรรวม บรรจุภัณฑ์ การสร้างแบบจำลองและการจำลอง เทคโนโลยี CPO สะท้อนให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากฟิวชั่นออปโตอิเล็กทรอนิกส์ และการเปลี่ยนแปลงที่นำไปสู่การส่งข้อมูลนั้นถูกโค่นล้มอย่างไม่ต้องสงสัย แม้ว่าการประยุกต์ใช้ CPO อาจพบเห็นได้เฉพาะในศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่เป็นเวลานาน แต่ด้วยการขยายตัวของพลังการประมวลผลขนาดใหญ่และความต้องการแบนด์วิธสูง เทคโนโลยีโฟโตอิเล็กทริคซีลร่วมของ CPO ได้กลายเป็นสนามรบใหม่
จะเห็นได้ว่าผู้ผลิตที่ทำงานใน CPO โดยทั่วไปเชื่อว่าปี 2025 จะเป็นโหนดหลัก ซึ่งเป็นโหนดที่มีอัตราแลกเปลี่ยน 102.4Tbps ด้วย และข้อเสียของโมดูลแบบเสียบได้จะถูกขยายเพิ่มเติม แม้ว่าแอปพลิเคชัน CPO อาจจะมาช้า แต่ไม่ต้องสงสัยเลยว่าบรรจุภัณฑ์ร่วมออปโตอิเล็กทรอนิกส์เป็นวิธีเดียวที่จะบรรลุเครือข่ายความเร็วสูง แบนด์วิธสูงและพลังงานต่ำ
เวลาโพสต์: เมษายน 02-2024